10 施工測量的基本方法一、概述由于在勘探設(shè)計階段所建立的控制網(wǎng)，是為測圖而建立的，有時并未考慮施工的需要，所以控制點的分布、密度和精度，都難以滿足施工測量的要求；另外，在平整場地時，大多控制點被破壞。因此施工之前，在建筑場地應重新建立專門的施工控制網(wǎng)。1施工控制網(wǎng)的分類施工控制網(wǎng)分為平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)兩種。（1）施工平面控制網(wǎng) 施工平面控制網(wǎng)可以布設(shè)成三角網(wǎng)、導線網(wǎng)、建筑方格網(wǎng)和建筑基線四種形式。三角網(wǎng) 對于地勢起伏較大，通視條件較好的施工場地，可采用三角網(wǎng)。導線網(wǎng) 對于地勢平坦，通視又比較困難的施工場地，可采用導線網(wǎng)。建筑方格網(wǎng) 對于建筑物多為矩形且布置比較規(guī)則和密集的施工場地，可采用建筑方格網(wǎng)。建筑基線 對于地勢平坦且又簡單的小型施工場地，可采用建筑基線。（2）施工高程控制網(wǎng) 施工高程控制網(wǎng)采用水準網(wǎng)。2施工控制網(wǎng)的特點a與測圖控制網(wǎng)相比，施工控制網(wǎng)具有控制范圍小、控制點密度大、精度要求高b受干擾大，使用頻繁。二、施工場地的平面控制測量1施工坐標系與測量坐標系的坐標換算施工坐標系亦稱建筑坐標系，其坐標軸與主要建筑物主軸線平行或垂直，以便用直角坐標法進行建筑物的放樣。施工控制測量的建筑基線和建筑方格網(wǎng)一般采用施工坐標系，而施工坐標系與測量坐標系往往不一致，因此，施工測量前常常需要進行施工坐標系與測量坐標系的坐標換算。*xyPyOxOxPxOxPOyyP施工坐標系與測量坐標系的換算如圖所示，設(shè)xoy為測量坐標系，xoy為施工坐標系，xo、yo為施工坐標系的原點O在測量坐標系中的坐標，為施工坐標系的縱軸ox在測量坐標系中的坐標方位角。設(shè)已知P點的施工坐標為（xP、yP），則可按下式將其換算為測量坐標（xP、yP）： 如已知P的測量坐標，則可按下式將其換算為施工坐標：2建筑基線建筑基線是建筑場地的施工控制基準線，即在建筑場地布置一條或幾條軸線。它適用于建筑設(shè)計總平面圖布置比較簡單的小型建筑場地。（1）建筑基線的布設(shè)形式 建筑基線的布設(shè)形式，應根據(jù)建筑物的分布、施工場地地形等因素來確定。常用的布設(shè)形式有“一”字形、“L”形、“十”字形和“T”形，如下圖所示。CBAAOABCCCBBDADD建筑基線的布設(shè)形式（2）建筑基線的布設(shè)要求 1）建筑基線應盡可能靠近擬建的主要建筑物，并與其主要軸線平行，以便使用比較簡單的直角坐標法進行建筑物的定位。2）建筑基線上的基線點應不少于三個，以便相互檢核。3）建筑基線應盡可能與施工場地的建筑紅線相連系。4）基線點位應選在通視良好和不易被破壞的地方，為能長期保存，要埋設(shè)永久性的混凝土樁。（3）建筑基線的測設(shè)方法 根據(jù)施工場地的條件不同，建筑基線的測設(shè)方法有以下兩種：1）根據(jù)建筑紅線測設(shè)建筑基線 由城市測繪部門測定的建筑用地界定基準線，稱為建筑紅線。在城市建設(shè)區(qū)，建筑紅線可用作建筑基線測設(shè)的依據(jù)。如下圖所示，AB、AC為建筑紅線，1、2、3為建筑基線點，利用建筑紅線測設(shè)建筑基線的方法如下：QBd131d12ACP根據(jù)建筑紅線測設(shè)建筑基線首先，從A點沿AB方向量取d2定出P點，沿AC方向量取d1定出Q點。然后，過B點作AB的垂線，沿垂線量取d1定出2點，作出標志；過C點作AC的垂線，沿垂線量取d2定出3點，作出標志；用細線拉出直線P3和Q2，兩條直線的交點即為1點，作出標志。最后，在1點安置經(jīng)緯儀，精確觀測213，其與90的差值應小于20。2）根據(jù)附近已有控制點測設(shè)建筑基線 在新建筑區(qū)，可以利用建筑基線的設(shè)計坐標和附近已有控制點的坐標，用極坐標法測設(shè)建筑基線。如下圖所示，A、B為附近已有控制點，1、2、3為選定的建筑基線點。測設(shè)方法如下：BD1D2D321A3231根據(jù)控制點測設(shè)建筑基線首先，根據(jù)已知控制點和建筑基線點的坐標，計算出測設(shè)數(shù)據(jù)1、D1、2、D2、3、D3。然后，用極坐標法測設(shè)1、2、3點。由于存在測量誤差，測設(shè)的基線點往往不在同一直線上，且點與點之間的距離與設(shè)計值也不完全相符，因此，需要精確測出已測設(shè)直線的折角和距離D，并與設(shè)計值相比較。如圖11-5所示，如果=-180超過15，則應對1、2、3點在與基線垂直的方向上進行等量調(diào)整，調(diào)整量按下式計算： 式中 各點的調(diào)整值（m）； a、b分別為12、23的長度（m）。如果測設(shè)距離超限，如 ，則以2點為準，按設(shè)計長度沿基線方向調(diào)整1、3點。a33b2112基線點的調(diào)整2建筑方格網(wǎng)由正方形或矩形組成的施工平面控制網(wǎng)，稱為建筑方格網(wǎng)，或稱矩形網(wǎng)，如下圖所示。建筑方格網(wǎng)適用于按矩形布置的建筑群或大型建筑場地。GEDHBCOFA建筑方格網(wǎng)（1）建筑方格網(wǎng)的布設(shè) 布設(shè)建筑方格網(wǎng)時，應根據(jù)總平面圖上各建（構(gòu)）筑物、道路及各種管線的布置，結(jié)合現(xiàn)場的地形條件來確定。如圖11-6所示，先確定方格網(wǎng)的主軸線AOB和COD，然后再布設(shè)方格網(wǎng)。（2）建筑方格網(wǎng)的測設(shè) 測設(shè)方法如下：1）主軸線測設(shè) 主軸線測設(shè)與建筑基線測設(shè)方法相似。首先，準備測設(shè)數(shù)據(jù)。然后，測設(shè)兩條互相垂直的主軸線AOB和COD，如上圖所示。主軸線實質(zhì)上是由5個主點A、B、O、C和D組成。最后，精確檢測主軸線點的相對位置關(guān)系，并與設(shè)計值相比較，如果超限，則應進行調(diào)整。建筑方格網(wǎng)的主要技術(shù)要求如表11-1所示。表11-1 建筑方格網(wǎng)的主要技術(shù)要求等級邊長/m測角中誤差邊長相對中誤差測角檢測限差邊長檢測限差級10030051/30 000101/15 000級10030081/20 000161/10 0002）方格網(wǎng)點測設(shè) 如上圖所示，主軸線測設(shè)后，分別在主點A、B和C、D安置經(jīng)緯儀，后視主點O，向左右測設(shè)90水平角，即可交會出田字形方格網(wǎng)點。隨后再作檢核，測量相鄰兩點間的距離，看是否與設(shè)計值相等，測量其角度是否為90，誤差均應在允許范圍內(nèi)，并埋設(shè)永久性標志。建筑方格網(wǎng)軸線與建筑物軸線平行或垂直，因此，可用直角坐標法進行建筑物的定位，計算簡單，測設(shè)比較方便，而且精度較高。其缺點是必須按照總平面圖布置，其點位易被破壞，而且測設(shè)工作量也較大。由于建筑方格網(wǎng)的測設(shè)工作量大，測設(shè)精度要求高，因此可委托專業(yè)測量單位進行。三、施工場地的高程控制測量1施工場地高程控制網(wǎng)的建立建筑施工場地的高程控制測量一般采用水準測量方法，應根據(jù)施工場地附近的國家或城市已知水準點，測定施工場地水準點的高程，以便納入統(tǒng)一的高程系統(tǒng)。在施工場地上，水準點的密度，應盡可能滿足安置一次儀器即可測設(shè)出所需的高程。而測圖時敷設(shè)的水準點往往是不夠的，因此，還需增設(shè)一些水準點。在一般情況下，建筑基線點、建筑方格網(wǎng)點以及導線點也可兼作高程控制點。只要在平面控制點樁面上中心點旁邊，設(shè)置一個突出的半球狀標志即可。為了便于檢核和提高測量精度，施工場地高程控制網(wǎng)應布設(shè)成閉合或附合路線。高程控制網(wǎng)可分為首級網(wǎng)和加密網(wǎng)，相應的水準點稱為基本水準點和施工水準點。2基本水準點基本水準點應布設(shè)在土質(zhì)堅實、不受施工影響、無震動和便于實測，并埋設(shè)永久性標志。一般情況下，按四等水準測量的方法測定其高程，而對于為連續(xù)性生產(chǎn)車間或地下管道測設(shè)所建立的基本水準點，則需按三等水準測量的方法測定其高程。3施工水準點施工水準點是用來直接測設(shè)建筑物高程的。為了測設(shè)方便和減少誤差，施工水準點應靠近建筑物。此外，由于設(shè)計建筑物常以底層室內(nèi)地坪高0標高為高程起算面，為了施工引測設(shè)方便，常在建筑物內(nèi)部或附近測設(shè)0水準點。0水準點的位置，一般選在穩(wěn)定的建筑物墻、柱的側(cè)面，用紅漆繪成頂為水平線的“”形，其頂端表示0位置。四放樣的基本工作一）概述在進行各種土建工程時，都需要經(jīng)過勘測、設(shè)計、施工這三個階段。在施工階段，按照設(shè)計圖紙進行的測量工作稱為施工測量，又稱為測設(shè)或放樣。施工測量的任務就是根據(jù)圖紙的要求，用測量儀器把設(shè)計所需要的點的平面位置和高程確定在地面上。施工測量是施工的先導，貫穿于整個施工過程，內(nèi)容包括：施工前的場地平整，施工控制網(wǎng)的建立，建筑物的定位和基礎(chǔ)放線；工程施工當中各道程序的細部測設(shè)；工程竣工后的變形觀測以及工程的竣工平面圖。原則：從整體到局部，先控制后細部二）測設(shè)的基本工作1測設(shè)已知水平距離a用鋼尺測設(shè)已知水平距離、一般方法在地面上，由已知點A開始，沿給定方向，用鋼尺量出已知水平距離D定出B點。為了校核與提高測設(shè)精度，在起點A處改變讀數(shù)，按同法量已知距離D定出B點。由于量距有誤差，B與B兩點一般不重合，其相對誤差在允許范圍內(nèi)時，則取兩點的中點作為最終位置。、精確方法當水平距離的測設(shè)精度要求較高時，按照上面一般方法在地面測設(shè)出的水平距離，還應再加上尺長、溫度和高差3項改正，但改正數(shù)的符號與精確量距時的符號相反。即式中：S實地測設(shè)的距離；D待測設(shè)的水平距離；尺長改正數(shù)，和分別是所用鋼尺的名義長度和尺長改正數(shù)；溫度改正數(shù)，為鋼尺的線膨脹系數(shù)，t為測設(shè)時的溫度，為鋼尺的標準溫度，一般為20C；傾斜改正數(shù)，h為線段兩端點的高差。b光電測距儀測設(shè)已知水平距離用光電測距儀測設(shè)已知水平距離與用鋼尺測設(shè)方法大致相同。如下圖所示，光電測距儀安置于A點，反光鏡沿已知方向AB移動，使儀器顯示的距離大致等于待測設(shè)距離D，定出B點，測出B點反光鏡的豎直角及斜距，計算出水平距離D。再計算出D與需要測設(shè)的水平距離D之間的改正數(shù)D=D-D。根據(jù)D的符號在實地沿已知方向用鋼尺由B點量D定出B點，AB即為測設(shè)的水平距離D。 DA B B D D光電測距儀放樣距離現(xiàn)代的全站儀瞄準位于B點附近的棱鏡后，能夠直接顯示出全站儀與棱鏡之間的水平距離D，因此，可以通過前后移動棱鏡使其水平距離D等于待測設(shè)的已知水平距離D時，即可定出B點。為了檢核，將反光鏡安置在B點，測量ABH的水平距離，若不符合要求，則再次改正，直至在允許范圍之內(nèi)為止。2.測設(shè)已知水平角測設(shè)已知水平角就是根據(jù)一已知方向測設(shè)出另一方向，使它們的夾角等于給定的設(shè)計角值。按測設(shè)精度要求不同分為一般方法和精確方法。 A O B1BB2一般方法測設(shè)水平角a一般方法當測設(shè)水平角精度要求不高時，可采用此法，即用盤左、盤右取平均值的方法。如左圖所示，設(shè)OA為地面上已有方向，欲測設(shè)水平角，在O點安置經(jīng)緯儀，以盤左位置瞄準A點，配置水平度盤讀數(shù)為0。轉(zhuǎn)動照準部使水平度盤讀數(shù)恰好為值，在視線方向定出B1點。然后用盤右位置，重復上述步驟定出B2點，取B1和B2中點B，則AOB即為測設(shè)的角。該方法也稱為盤左盤右分中法。b精確方法當測設(shè)精度要求較高時，可采用精確方法測設(shè)已知水平角。如下圖所示，安置經(jīng)緯儀于O點，按照上述一般方法測設(shè)出已知水平角AOB，定出B點。然后較精確地測量AOB的角值，一般采用多個測回取平均值的方法，設(shè)平均角值為，測量出OB的距離。按下式計算B點處OB線段的垂距BB。 A O BB精確方法測設(shè)水平角 然后，從B點沿OB的垂直方向調(diào)整垂距BB，AOB即為角。如左圖 所示，若0時，則從B點往內(nèi)調(diào)整BB至B點；若0時，則從B點往外調(diào)整BB至B點。3.測設(shè)已知高程a Hi b HBA B已知高程測設(shè)測設(shè)已知高程就是根據(jù)已知點的高程，通過引測，把設(shè)計高程標定在固定的位置上。如左圖所示，已知高程點A，其高程為HA，需要在B點標定出已知高程為HB的位置。方法是：在A點和B點中間安置水準儀，精平后讀取A點的標尺讀數(shù)為a，則儀器的視線高程為Hi=HA+a，由圖可知測設(shè)已知高程為HB的B點標尺讀數(shù)應為：b=Hi-HB將水準尺緊靠B點木樁的側(cè)面上下移動，直到尺上讀數(shù)為b時，沿尺底畫一橫線，此線即為設(shè)計高程HB的位置。測設(shè)時應始終保持水準管氣泡居中。在建筑設(shè)計和施工中，為了計算方便，通常把建筑物的室內(nèi)設(shè)計地坪高程用0標高表示，建筑物的基礎(chǔ)、門窗等高程都是以0為依據(jù)進行測設(shè)。因此，首先要在施工現(xiàn)場利用測設(shè)已知高程的方法測設(shè)出室內(nèi)地坪高程的位置。 B a b A高程點在頂部的測設(shè)在地下坑道施工中，高程點位通常設(shè)置在坑道頂部。通常規(guī)定當高程點位于坑道頂部時，在進行水準測量時水準尺均應倒立在高程點上。如左圖所示，A為已知高程HA的水準點，B為待測設(shè)高程為HB的位置，由于HB=HA+a+b，則在B點應有的標尺讀數(shù)b=HB-(HA+a)。因此，將水準尺倒立并緊靠B點木樁上下移動，直到尺上讀數(shù)為b時，在尺底畫出設(shè)計高程HB的位置。 A C a b1 B b2 c B 多個測站高程點測設(shè)同樣，對于多個測站的情況，也可以采用類似分析和解決方法。如下圖所示，A為已知高程HA的水準點，C為待測設(shè)高程為HC的點位，由于HC=HA-a-b1+b2+c，則在C點應有的標尺讀數(shù)c= HC-(HA-a-b1+b2)。 a1 b1 HAAa2 b2 B HB測設(shè)建筑基底高程當待測設(shè)點于已知水準點的高差較大時，則可以采用懸掛鋼尺的方法進行測設(shè)。如右圖所示，鋼尺懸掛在支架上，零端向下并掛一重物，A為已知高程為HA的水準點，B為待測設(shè)高程為HB的點位。在地面和待測設(shè)點位附近安置水準儀，分別在標尺和鋼尺上讀數(shù)a1、b1和a2。由于HB=HA+a-(b1-a2)-b2，則可以計算出B點處標尺的讀數(shù)b2=HA+a-(b1-a2)-HB。同樣，如下圖所示情形也可以采用類似方法進行測設(shè)，即計算出前視讀數(shù)b2=HA+a+(a2-b1)-HB，再劃出已知高程位HB的標志線。五測設(shè)點的平面位置點的平面位置測設(shè)是根據(jù)已布設(shè)好的控制點的坐標和待測設(shè)點的坐標，反算出測設(shè)數(shù)據(jù)，即控制點和待測設(shè)點之間的水平距離和水平角，再利用上述測設(shè)方法標定出設(shè)計點位。根據(jù)所用的儀器設(shè)備、控制點的分布情況、測設(shè)場地地形條件及測設(shè)點精度要求等條件，可以采用以下幾種方法進行測設(shè)工作。一)直角坐標法直角坐標法是建立在直角坐標原理基礎(chǔ)上測設(shè)點位的一種方法。當建筑場地已建立有相互垂直的主軸線或建筑方格網(wǎng)時，一般采用此法。如左圖所示，A、B、C、D為建筑方格網(wǎng)或建筑基線控制點，1、2、3、4點為待測設(shè)建筑物軸線的交點，建筑方格網(wǎng)或建筑基線分別平行或垂直待測設(shè)建筑物的軸線。根據(jù)控制點的坐標和待測 B D 2(x2,y2) 4(x4,y4) 1(x1,y1) 3(x3,y3) A 1C直角坐標法測設(shè)點位設(shè)點的坐標可以計算出兩者之間的坐標增量。下面以測設(shè)1、2點為例，說明測設(shè)方法。首先計算出A點與1、2點之間的坐標增量，即xA1=x1-xA，yA1=y1-yA測設(shè)1、2點平面位置時，在A點安置經(jīng)緯儀，照準C點，沿此視線方向從A沿C方向測設(shè)水平距離yA1定出1點。再安置經(jīng)緯儀于1點，盤左照準C點（或A點），轉(zhuǎn)90給出視線方向，沿此方向分別測設(shè)出水平距離xA1和x12定1、2兩點。同法以盤右位置定出再定出1、2兩點，取1、2兩點盤左和盤右的中點即為所求點位置。采用同樣的方法可以測設(shè)3、4點的位置。2N 1 D1 D21 2 AB 極坐標法測設(shè)點位檢查時，可以在已測設(shè)的點上架設(shè)經(jīng)緯儀，檢測各個角度是否符合設(shè)計要求，并丈量各條邊長。如果待測設(shè)點位的精度要求較高，可以利用精確方法測設(shè)水平距離和水平角。二)極坐標法極坐標法是根據(jù)控制點、水平角和水平距離測設(shè)點平面位置的方法。在控制點與測設(shè)點間便于鋼尺量距的情況下，采用此法較為適宜，而利用測距儀或全站儀測設(shè)水平距離，則沒有此項限制，且工作效率和精度都較高。如上圖所示，A（xA，yA）、B（xB，yB）為已知控制點，1（x1，y1）、2（x2，y2）點為待測設(shè)點。根據(jù)已知點坐標和測設(shè)點坐標，按坐標反算方法求出測設(shè)數(shù)據(jù)，即：D1，D2，1=A1-AB，2=A2-AB。測設(shè)時，經(jīng)緯儀安置在A點，后視B點，置度盤為零，按盤左盤右分中法測設(shè)水平角1、2，定出1、2點方向，沿此方向測設(shè)水平距離D1、D，則可以在地面標定出設(shè)計點位1、2兩點。檢核時，可以采用丈量實地1、2兩點之間的水平邊長，并與1、2兩點設(shè)計坐標反算出的水平邊長進行比較。如果待測設(shè)點1、2的精度要求較高，可以利用前述的精確方法測設(shè)水平角和水平距離。三)角度交會法 2 1A1 A2 B1 B2 A B 角度交會法測設(shè)點位角度交會法是在2個控制點上分別安置經(jīng)緯儀，根據(jù)相應的水平角測設(shè)出相應的方向，根據(jù)兩個方向交會定出點位的一種方法。此法適用于測設(shè)點離控制點較遠或量距有困難的情況。如左圖所示，根據(jù)控制點A、B和測設(shè)點1、2的坐標，反算測設(shè)數(shù)據(jù)A1、A2、B1和B2角值。將經(jīng)緯儀安置在A點，瞄準B點，利用A1、A2角值按照盤左盤右分中法，定出A1、A2方向線，并在其方向線上的1、2兩點附近分別打上兩個木樁（俗稱騎馬樁），樁上釘小釘以表示此方向，并用細線拉緊。然后，在B點安置經(jīng)緯儀，同法定出B1、B2方向線。根據(jù)A1和B1、A2和B2方向線可以分別交出1、2兩點，即為所求待測設(shè)點的位置。當然，也可以利用兩臺經(jīng)緯儀分別在A、B兩個控制點同時設(shè)站，測設(shè)出方向線后標定出1、2兩點。檢核時，可以采用丈量實地1、2兩點之間的水平邊長，并與1、2兩點設(shè)計坐標反算出的水平邊長進行比較。2 1 DBP QDA A B 距離交會法測設(shè)點位四、距離交會法距離交會法是從兩個控制點利用兩段已知距離進行交會定點的方法。當建筑場地平坦且便于量距時，用此法較為方便。如左圖所示，A、B為控制點，1點為待測設(shè)點。首先，根據(jù)控制點和待測設(shè)點的坐標反算出測設(shè)數(shù)據(jù)DA和 DB，然后用鋼尺從A、B兩點分別測設(shè)兩段水平距離DA和 DB，其交點即為所求1點的位置。同樣，2點的位置可以由附近的地形點P、Q交會出。檢核時，可以實地丈量1、2兩點之間的水平距離，并與1、2兩點設(shè)計坐標反算出的水平距離進行比較。五、十字方向線法 BA P A B十字方向線法測設(shè)點位十字方向線法是利用兩條互相垂直的方向線相交得出待測設(shè)點位的一種方法。如左圖所示，設(shè)A、B、C及D為一個基坑的范圍，P點為該基坑的中心點位，在挖基坑時，P點則會遭到破壞。為了隨時恢復P點的位置，則可以采用十字方向線法重新測設(shè)P點。首先，在P點架設(shè)經(jīng)緯儀，設(shè)置兩條相互垂直的直線，并分別用兩個樁點來固定。當P點被破壞后需要恢復時，則利用樁點AA和BB拉出兩條相互垂直的直